基于协同打印切片技术的FDM型3D打印机的设计与开发

发布时间：2024-06-11 19:10

　　3D打印技术属于快速成型技术的一种,是一种以数字文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。FDM(Fused Deposition Modeling)技术即熔融沉积成型技术是目前3D打印技术中发展最快,应用最广泛的技术。基于FDM技术的打印机,将具有热塑性的丝状材料在打印喷头熔腔内加热至熔融态,并由喷头挤出冷却,自上而下逐层叠加制成打印产品。这种打印机成本低、生产周期短、可适应多种工作环境,己成为目前市场使用最广泛的3D打印机。打印效率是FDM技术的一项重要考量指标。传统的FDM 3D打印机,大部分只具有一个打印喷头。为了进一步提高打印效率,开始出现了一些具有两个以上喷头的FDM 3D打印机,但绝大多数都是通过分时交替的工作方式进行打印,主要解决去除支撑的问题以及实现多色彩、多材料的打印,打印效率并没有真正的提高。本文通过对国内外FDM型3D打印机的研究,设计了一款能够借助特殊设定的切片模型数据分析与处理规划,实现连续两切片间交替同步打印的FDM型3D打印机。双喷头协同打印的FDM型3D打印机开发主要包括机械结构设计和控制系统的设计。首先,根据双...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源及类型
    1.2 研究背景
    1.3 课题研究的目的意义
    1.4 3D打印技术分类
    1.5 FDM型3D打印机发展现状
        1.5.1 FDM型3D打印机国外发展现状
        1.5.2 FDM型3D打印机国内发展现状
    1.6 本文研究内容及整体结构
第二章 FDM型3D打印机系统方案设计
    2.1 基于FDM技术3D打印原理
    2.2 协同打印的工作原理
    2.3 FDM型3D打印机系统
    2.4 打印机机型结构设计
    2.5 运动方式设计
    2.6 传动方式设计
    2.7 本章小结
第三章 FDM型3D打印机机械结构设计
    3.1 FDM型3D打印机三轴运动结构设计
        3.1.1 X向位移机构设计
        3.1.2 Y 向和 Z 向位移机构设计
        3.1.3 同步带的选择与计算
    3.2 FDM型3D打印机支撑框架设计
    3.3 机械系统的三维建模与虚拟装配
        3.3.1 机械结构建模流程
        3.3.2 虚拟装配原理
        3.3.3 机械系统整体虚拟装配
    3.4 3D 打印机结构的仿真
        3.4.1 机身结构的变形分析
        3.4.2 模态分析
    3.5 原理样机制作
    3.6 本章小结
第四章 FDM型3D打印机控制系统设计
    4.1 双喷头的协同
        4.1.1 模型的数据分析处理
        4.1.2 打印路径规划
    4.2 硬件系统设计
    4.3 硬件设计
        4.3.1 微控制器
        4.3.2 步进电机
        4.3.3 电机驱动器
        4.3.4 温度传感器
    4.4 软件系统的设计
    4.5 本章小结
第五章 双喷头协同3D打印机实验测试
    5.1 实验目的与设计
    5.2 切片软件中打印参数设置
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 后期展望
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢



本文编号：3992580